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关键词： 车载终端   DSP   快速启动   硬件设计  

摘要： 车载终端是军用工程车电控系统的核心部件,主要完成状态信息显示、总线通讯、数据管理等任务.针对装备对于车载终端快速启动性能的使用需求,设计了基于DSP的具有快速启动功能的车载终端.首先介绍了车载终端的设计方案,其次对图形接口单元、数据接口单元、结构设计等核心单元进行了详细说明.试验结果表明,该车载终端的启动时间、刷新频率、通讯速度等各项性能指标达到了设计要求.

关键词： PLC   单元制动器   硬件设计   软件设计  

摘要： 文章介绍了一种基于PLC控制的单元制动器性能试验台的硬件设计及软件设计过程,给出了控制系统原理图,编写了梯形图程序,并对方案进行了实施验证。

关键词： 导盲仪   超声波传感器   电路设计  

摘要： 中国是世界上盲人数量最多的国家,盲人生活在黑暗的世界中,给工作、生活、社交活动带来莫大的困难,如何安全行走是盲人生活中最大的问题。为了解决这一问题,作者在研究超声波导盲系统工作原理的基础上,采用C8051F340单片机作为控制器,对导盲系统硬件电路进行设计,解决系统硬件电路问题。

关键词： 电流频率转换电路   高分辨率   硬件设计   软件设计  

摘要： 随着惯性技术的发展,对电流频率转换电路的分辨率要求越来越高,以往常用的I/F转换电路已经不能满足要求,本文在传统电路的基础上结合FPGA和DSP提出了一种电路设计思路来提高分辨率。设计了硬件电路和软件电路。根据大量的试验数据分析,此改进电路在不损失电流频率转换电路线性度和稳定性的精度下,把电路的分辨率提高了一个数量级,解决了高精度电流频率转换电路分辨率低的问题,进一步扩大了电流频率转换电路的使用范围。

关键词： AES   掩码   DPA   抗功耗攻击  

摘要： 高级加密标准AES作为新一代的数据加密标准，已经成为信息安全产品的首选加密标准.。然而，随着该算法在安全领域的应用不断推广，针对该算法的各种恶意攻击也日趋严重，尤其是近年来发展起来的侧信道攻击技术。侧信道攻击技术对密码系统构成了严重的威胁，特别是侧信道攻击技术中的功耗攻击技术，通过观测加密芯片运行过程中功耗曲线的变化，分析功耗曲线与运算数据之间的对应关系，然后根据对应关系就可以推算出密码芯片内部所运用的密钥。为了确保芯片内部数据信息的安全性，在密码芯片的硬件设计实现过程中必须提前考虑这些潜在的安全隐患，这就使得对抗功耗攻击的AES算法硬件防护技术的研究具有重要的意义。 在系统研究分析国内外相关研究的基础上，论文首先对AES算法以及算法实现的数学理论进行了深入的研究分析，指出可以通过有限域运算安全、高效、低成本的实现AES算法中的非线性部件S盒;其次，深入的研究了功耗攻击的原理及相应的功耗防护技术，并通过对掩码技术的分析提出了基于复合域实现全掩码型AES算法硬件的方法;然后给出了AES硬件以及全掩码型硬件的有效实现，使得全掩码实现的AES算法的硬件开销只有2.5万门左右，有效的降低了电路的硬件开销;最后论文对全掩码AES的硬件实现进行了安全性分析，并用先进的功耗攻击设备对相应的硬件实现进行了实际的功耗攻击实验，对于掩码型的AES算法硬件实现，采集100万条功耗曲线并没有攻击成功，这表明基于全掩码实现的硬件设计达到了抗DPA攻击的目的。

关键词： 非制冷红外成像   低功耗   便携式   FPGA  

摘要： 红外成像技术在安防、医疗、工业、民用和军事等领域都具有广泛的应用。早期的红外成像系统采用制冷型探测器，而制冷型探测器由于成本高、笨重、可靠性差等缺点在很多场合的应用被限制。为了解决这一难题，人类研制出了价格便宜、体积小、功耗低、可靠性高的非制冷红外探测器，非制冷红外探测器自其问世以来迅速得到广泛应用。而便携性一直都是非制冷红外成像系统的一个重要特征，因此，研究低功耗、小体积的红外机芯组件对提高非制冷红外成像系统的便携性具有重要意义。 本文以降低功耗、缩小体积为目标。首先介绍了红外成像原理及非制冷红外探测器的发展，又对3种非制冷红外成像系统的硬件架构进行详细的探讨，根据本课题要求选择了基于单FPGA的硬件架构。接着，详细研究了硬件电路及FPGA的低功耗设计技术，并根据本系统的特点确定总体低功耗设计原则。根据对系统的需求分析以及确定的设计原则，完成了整体方案的设计。电源电路采用混合式电源架构，既能提高电源效率又能减小关键电路的电源波动。利用基准电压源配合高电源抑制比的运放产生极低噪声的探测器偏置电压。利用单颗最新工艺FPGA完成探测器的驱动及实现红外图像处理算法能够缩小系统体积、提高实时性同时降低功耗。测温电路采用使用简单、功耗极低的器件实时采集探测器焦平面以及环境的温度。完成电路设计后，本文又详细设计了对应PCB电路板。最后，完成了整个系统的调试与测试。 在实际测试中，本系统可以输出384×288模拟视频和数字视频，帧频达到50Hz，总机功耗低至1.298W，组件尺寸仅为45mm×45mm×20mm。在国内同类型的红外成像系统中，本系统具有明显的优势。

关键词： 数据采集   硬件设计   在机监测   数字信号处理   PCI总线  

摘要： 随着我国数控系统产业的蓬勃发展,数控系统日益高速化、精密化、自动化、集成化、复合化、智能化、开放化、网络化、多轴化、柔性化、绿色化的发展趋势,对数控设备的状态监测和故障诊断提出了越来越高的要求。单一的数据采集或利用便携式数据采集设备定期巡检已无法及时地发现问题和解决问题,这样,智能化的实时在机监测和诊断方法便成为提高数控设备安全性和稳定性的有效方法和必要手段。 针对上述分析,本文旨在设计一款能够对采集信号实时处理的、面向在机监测的智能数据采集卡。数据采集卡以美国TI公司生产的高性能TMS320DM642DSP处理器为中央处理器,前端配合ADI公司的AD7606模数转换器,以PCI接口形式直接嵌入数控系统实现对数控设备运行状态的实时监控。全文从软硬件两个方面介绍了数据采集卡的设计原理和方法,并最终实现采集卡开发。 数数据采集卡的硬件电路采用模块化设计,主要包括DSP最小系统设计(包括电源电路、复位电路、时钟电路、JTAG接口电路和配置电路)、AD采集模块设计、DSP外扩存储器模块设计和PCI接口模块设计。在PCB设计阶段,充分考虑板卡电磁兼容性(EMC),并根据本课题的实际情况介绍了高速数字电路板PCB设计的注意事项和设计技巧。 系统软件包括定时喂狗、AD转换控制和数据通信程序,DSP脱机工作程序,FIR数字滤波器设计以及FFT程序设计。通过比较DSP程序处理结果和MATLAB程序运行结果,验证了板卡性能指标。

关键词： 铸造旧砂   湿法再生   间歇式再生   硬件设计   控制系统  

摘要： 铸造是机械工业的基础，又会产生大量的废旧砂。高质量、低成本地再生回用全部铸造废旧砂，一直是铸造工作者的奋斗目标。在几种常用的铸造旧砂再生方法中，湿法再生非常适合水玻璃旧砂、粘土旧砂、碱性酚醛树脂旧砂等水溶性旧砂的再生回用。水溶性铸造废旧砂的湿法再生砂，可代替新砂做面砂或单一砂使用。现有的湿法再生系统存在组成庞大、耗水量大、能耗高等问题。本文研究开发了一种新型间歇式旧砂湿法再生系统，它具有系统组成简洁、生产率及自动化程度较高、调控性好等优点。论文内容主要包括如下几方面。 依据旧砂湿法再生的工作原理及设备特点，并在本课题组新近发明的铸造旧砂间歇式湿法再生设备系统的基础上，进一步提出了“5t/h间歇式旧砂湿法再生设备系统”的总体构架，完成了间歇式湿法再生系统各部件的选型设计。该设备系统主要包括混合擦洗再生机、升降式清洗再生机和砂水分离器等。本设计中确定了该设备系统所需控制的元件，使其可实现单次500kg旧砂的湿法再生。 在控制系统的硬件设计上，提出了控制系统硬件的总体方案，并完成控制模块的选型及外围扩展电路设计；采用按键显示系统进行人机交互，实现再生过程参数设定；选用AT89C52芯片作为控制核心，并完成控制系统的电路设计。 在控制系统的软件设计上，根据控制要求，对软件所需实现的功能进行划分；以Keil C51嵌入式操作系统作为控制系统的软件开发平台，开发设计了软件的控制流程等；根据软件的控制流程，并按照软件设计规范，用C语言完成控制系统的软件开发。 最后采用Proteus对控制系统进行仿真调试。结果表明，本间歇式旧砂湿法再生控制系统能达到预期效果，具有一定可靠性，再生效率高。

关键词： 高清   数字信号处理器   FPGA   硬件设计   帧频变换  

摘要： 论文研究的主要内容是高清视频跟踪器的硬件设计及基于FPGA的软件设计。高清视频跟踪器是以高清数字CCD为成像传感器,对目标进行捕获和跟踪的。该高清视频跟踪器的系统设计主要由解码电路、图像预处理单元、图像存储单元、图像处理单元、图形字符产生及叠加单元、编码电路和通讯单元等部分组成,各部分相互协调完成视频信号的采集、存储和处理,最终输出误差跟踪信号,将误差信号实时送给伺服控制系统实现对目标的闭环实时跟踪,同时将高清视频信号显示在高清数字显示器上。论文还对大容量高速数据存储技术和基于FPGA的软件设计做了较为深入地研究,主要对DSP和FPGA分别与DDR2的硬件接口设计进行了详细的设计说明,对视频格式转换和帧频变换等技术进行了探讨。高清视频跟踪器的研究为高清数字CCD及高速数字信号处理和高清视频跟踪等相关技术积累了技术资料和经验,并为以后的武器系统等领域高清视频跟踪的进一步研究打下了基础。

关键词： 塑壳断路器   智能控制器   硬件设计   电磁兼容   PCB   Hyperlynx   仿真  

摘要： 低压断路器是一种用于接通、分断供电网络的开关器件，在低压电力系统中得到了普遍应用。断路器是供电网络中的关键器件，为人们的日常生活和工业生产提供了方便和安全保证。随着智能电网的发展，传统断路器正在逐步被淘汰，新型的智能断路器正在不断发展和推广中。与传统断路器相比，智能型断路器具有控制精度高、易整定和可靠性高的特点，不仅具备基本的保护功能，还可实现数据采集、数据存储、参数设置、人机交互和远程通信等功能，为实现配电网络的智能化和信息化提供了保障。 本文研究了智能塑壳低压断路器控制器的硬件设计。该控制器以32位微处理器STM32F107VCT6作为主芯片，包括：自生电源模块、信号采集与控制电路模块、通信电路模块、人机交互模块和剩余电流保护模块等。 论文介绍了PCB设计的原理和电磁兼容的基本理论，分析了引起电磁兼容性问题的因素，从PCB的布局布线、接地设计和电源设计等方面分析了提高PCB可靠性方法。 论文用Hyperlynx软件对影响PCB电磁兼容的因素进行了仿真。重点分析了影响时钟网络信号完整性的因素，并对时钟网络进行了优化设计。除此之外，还对信号线间的串扰进行了仿真，并应用于智能断路器控制器的PCB设计中。 最后搭建了硬件测试平台，平台搭建的原理是：用空心互感器从配电网中采集三相电流，此电流既是信号采集的来源，也为控制器的工作提供电源，信号经MCU采样后与设定值比较，判断电网状态并给出相应的指令。测试平台的作用包括：自生电源测试、信号采集与控制测试、各种保护测试、液晶显示与参数设定测试和以太网通信测试等。本文研制的智能型断路器控制器利用了低压电器技术创新服务平台进行了电流测量标定和以太网通信测试，并经浙江省权威检测机构的性能测试，达到设计要求。